[发明专利]套刻误差测量装置及方法

权利要求书

1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，所述套刻误差测量装置包括照明单元、分光器件、物镜、第一探测单元和数据处理器；所述照明单元用于提供两种以上不同光照模式的光照；所述分光器件包括第一分光板和第二分光板；

所述照明单元提供的所述光照经所述第一分光板和所述物镜传输至第一衬底或第二衬底上，并经所述第一衬底或所述第二衬底反射后，传输经所述物镜、所述第一分光板和所述第二分光板后形成第一光束，所述第一光束传输至所述第一探测单元；

所述第一探测单元包括第一孔径光阑和第一探测器，所述第一孔径光阑包括至少一个可调节的通孔，所述第一光束经所述第一孔径光阑传输至所述第一探测器；当所述光照经所述第一衬底反射，且通过调节所述通孔使所述第一孔径光阑处于第一状态时，所述第一探测器输出第一信号至所述数据处理器；当所述光照经所述第二衬底反射，且通过调节所述通孔使所述第一孔径光阑处于第二状态时，所述第一探测器输出第二信号至所述数据处理器；

所述数据处理器用于根据所述第一信号和所述第二信号计算套刻误差。

2.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述光照沿所述物镜至所述第一孔径光阑的方向传输时，其中，所述第一孔径光阑处于第一状态时，所述物镜的有效第一数值孔径大于0.5；所述第一孔径光阑处于第二状态时，所述物镜的有效第一数值孔径小于或等于0.5。

3.如权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述光照沿所述物镜至所述第一衬底或所述第二衬底的方向传输时，所述物镜的第二数值孔径大于或等于0.9，且所述第一数值孔径小于所述第二数值孔径。

4.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明单元包括光源、照明准直器、第二孔径光阑和照明中继器；其中，

所述光源用于提供光照；

所述照明准直器用于对所述光源提供的所述光照进行调制；

所述第二孔径光阑用于改变经所述照明准直器调制后的光照的光照模式；

所述照明中继器用于传输经所述第二孔径光阑的光照至所述第一分光板。

5.如权利要求4所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明单元还包括电动转盘，所述照明单元包括至少两个第二孔径光阑，所述电动转盘用于切换不同的所述第二孔径光阑，以改变经所述照明准直器调制后的光照的光照模式。

6.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一探测单元还包括成像中继器和成像镜组，所述成像中继器、所述第一孔径光阑、所述成像镜组和所述第一探测器依次布置；

所述成像中继器用于将所述第二分光板分光后的所述第一光束传输至所述第一孔径光阑；

所述成像镜组用于将经所述第一孔径光阑的第一光束成像于所述第一探测器。

7.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一信号为所述第一光束的零级衍射光光强分布；所述第二信号为所述第一光束的正一级衍射光光强分布和负一级衍射光光强分布。

8.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第二衬底上选取有多个样本位置，每一所述样本位置包括至少四个标记单元，每一所述标记单元上设置有测量标记，所述测量标记包括第一测量标记和第二测量标记，所述第一测量标记和所述第二测量标记相对应，且所述第一测量标记相对于所述第二测量标记设有预设偏移量，所述预设偏移量包括第一方向的预设偏移量和/或第二方向的预设偏移量，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

9.如权利要求8所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一测量标记和所述第二测量标记均为光栅，所述物镜传输的所述光照经所述光栅发生衍射，产生多级衍射光。